烷基取代咪唑离子 [RR`im]+ 氯化1-丁基吡啶
烷基取代吡啶离子 [RPy]+
表1.2 阴离子分类
离子名称 表达式 例子
卤化盐离子 MXn AlCl3 、BrCl3
非卤化盐离子 BF4- 、 PF6
根据各种文献报道[34],目前离子液体合成大体上有三种基本方法: (1)直接合成法:通过酸碱中和反应或季胺化反应等一步合成离子液体;(2)两步合成法:直接法难以得到目标离子液体,必须使用两步合成法;(3)新型合成方法:微波及超声辅助合成。
当然离子液体也并非是一种完美的催化剂,近年来也发现其不少问题,其一是研究种类越多,它的不可预测性就变大,是否或有可能会发生毒性,尚待研究。第二个问题是生产困难和部分离子液体成本比较高,很难投入实际的生产问题中。
总体来说,离子液体具有低挥发、不可燃及很高的热稳定性等优良特性,在绿色环保的催化反应中显示出广阔的应用前景。离子液体作为“可设计溶剂”,因为随着阳离子和阴离子的变化,离子液体的物理和化学特性会在很大范围内相应改变。但值得注意的是, 离子液体的结构与其物理化学性质有直接的联系,所以对于其是否有毒性,有其他潜在的危险性、毒性尚不明确。
1.3.2 离子液体催化下Hantzsch的反应
由于离子液体的众多特性,所以在Hantzsch的反应中比其他的溶剂更环保绿色。也给研究杂环化合物的有机化学家新的思路和改进方法,受到了国内外的广泛重视。
最近,中国的研究人员李艳贞、范学森,张新迎等人[36]用用离子液体l-正丁基-3-甲基眯唑四氟硼酸盐[bmim]BF4催化杂环化合物和α-酰氧基酰胺化合物,与使用传统溶剂相比,使用离子液体时反应产率高,时间短,而且离子液体和催化剂均能回收和重复使用,并且其收率为23~93% ,实验不同的底物,得到的反应情况也不同。
1.4 方案论证
桂建舟等人,利用[(CH2)4SO3HMIm][HSO4]离子液体成功在常温下,催化合成二氢吡啶类杂环化合物,而且收率十分高,可以达到97%,除此之外,桂建舟等人还将离子液体从反应液中提取、分离,回收利用。与此同时,他们还验证其回收后的离子液体是否失去活性,研究结果是,几次的回收利用后,离子液体仍保持一定的活性。根据其研究,初步推测反应的机理(图1.3):可能是一分子β-羰基酸酯和醛反应,另一分子β-羰基酸酯和氨反应生成β-氨基烯酸酯,所生成的这两个化合物再发生Micheal加成反应,然后失去水、关闭环生成二氢吡啶衍生物。 离子液体催化下杂环化合物的合成研究(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_4006.html